JP2011178029A - 画像形成方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】画像形成方法を、体積平均粒子径が70nm〜130nmである顔料、重合性化合物、及び水を含むインク組成物を、インク組成物の最大付与量が15ml/m2以下の付与条件で、記録媒体上にインクジェット法で付与するインク付与工程と、前記インク組成物中の成分を凝集させる凝集剤を含む処理液を記録媒体上に付与する処理液付与工程と、前記最大付与量で付与されるインク組成物の水のうち、60質量%〜80質量%の水を除去する乾燥条件で、記録媒体上に付与されたインク組成物に含まれる水の少なくとも一部を除去する乾燥工程と、前記水が除去されたインク組成物に活性エネルギー線を照射する重合工程と、を含んで構成する。
【選択図】なし
Description
また、含有量が30〜70質量%の重合性化合物、光重合開始剤、着色剤及び水を含む水系光硬化性インクが開示されている(例えば、特許文献2参照)。
<1> 体積平均粒子径が70nm〜130nmである顔料、重合性化合物、及び水を含むインク組成物を、前記インク組成物の最大付与量が15ml/m2以下となる付与条件で、記録媒体上にインクジェット法で付与するインク付与工程と、前記インク組成物中の成分を凝集させる凝集剤を含む処理液を記録媒体上に付与する処理液付与工程と、前記最大付与量で付与されるインク組成物に含まれる水のうち、60質量%〜80質量%の水が除去される乾燥条件で、前記インク付与工程で記録媒体上に付与されたインク組成物に含まれる水の少なくとも一部を除去する乾燥工程と、前記水が除去されたインク組成物に活性エネルギー線を照射する重合工程と、を含む画像形成方法。
<2> 前記顔料は、その表面の少なくとも一部がポリマー分散剤で被覆された水分散性顔料である前記<1>に記載の画像形成方法。
<3> 前記ポリマー分散剤は、カルボキシル基を有する前記<2>に記載の画像形成方法。
<4> 前記凝集剤は、有機酸、多価金属塩、およびカチオン性ポリマーから選択される少なくとも1種である前記<1>〜<3>のいずれか1項に記載の画像形成方法。
<5> 前記インク組成物及び処理液の少なくとも一方が、開始剤をさらに含む前記<1>〜<4>のいずれか1項に記載の画像形成方法。
<6> 前記インク組成物は、樹脂粒子をさらに含む前記<1>〜<5>のいずれか1項に記載の画像形成方法。
<7> 前記記録媒体は、原紙、及び、前記原紙上に設けられた無機顔料を含むコート層を有する塗工紙である前記<1>〜<6>のいずれか1項に記載の画像形成方法。
体積平均粒子径が特定範囲である顔料を含むインク組成物を用い、インク組成物の最大付与量に応じて規定される特定の乾燥条件で、記録媒体に付与されたインク組成物の水を除去する乾燥工程を含むことで、カックリングに由来する硬化画像の変形が抑制され、記録媒体に対する密着性に優れる硬化画像を形成することができる。
インク付与工程では、体積平均粒子径70nm〜130nmである顔料、重合性化合物、及び水を含むインク組成物を、前記インク組成物の最大付与量が15ml/m2以下となる付与条件で、記録媒体上にインクジェット法で付与する。本発明に用いられるインク組成物の詳細については後述する。
尚、前記インクジェット法には、フォトインクと称する濃度の低いインクを小さい体積で多数射出する方式、実質的に同じ色相で濃度の異なる複数のインクを用いて画質を改良する方式や無色透明のインクを用いる方式が含まれる。
さらに前記インクジェット法により記録を行う際に使用するインクノズル等については特に制限はなく、目的に応じて、適宜選択することができる。
処理液付与工程は、インク組成物中の成分を凝集させる凝集剤を含む処理液を記録媒体に付与する。付与された処理液はインク組成物と接触して画像を形成する。この場合、インク組成物中の顔料及びポリマー粒子をはじめとする分散粒子が凝集し、記録媒体上に画像が固定化される。なお、処理液は凝集剤を少なくとも含有してなるが、各成分の詳細及び好ましい態様については後述する。
乾燥工程では、前記最大付与量で付与されるインク組成物に含まれる水のうち、60質量%〜80質量%の水が除去される乾燥条件(以下、「乾燥量」ということがある)で、前記インク付与工程で記録媒体上に付与されたインク組成物に含まれる水の少なくとも一部が除去される。除去される水の量が60質量%未満ではカックリングを充分に抑制できず、画像の密着性が低下する場合がある。また、80質量%を超えて除去される場合にも画像の密着性が低下する場合がある。
本発明における乾燥条件は、必要に応じて適宜設定されるインク付与工程におけるインク組成物の最大付与量に基づいて設定される。かかる乾燥条件下に、記録媒体上に付与されたインク組成物であって、体積平均粒子径が70〜130nmである顔料を含むインク組成物中の水を除去することで、カックリングの発生が抑制され、密着性に優れる画像を形成することができる。
尚、本発明において形成された画像に含まれる水分量は、カールフィッシャー法により用いて測定される。本発明における水分量には、カールフィッシャー水分計MKA−520(京都電子工業株式会社製)を用いて、通常の測定条件で測定した水分量を適用する。
また、乾燥工程における水の除去方法としては、特に制限はないが、加熱処理による水の除去であることが好ましい。
重合工程では、前記乾燥工程でインク組成物中の水の一部が除去されたインク組成物に活性エネルギー線を照射する。活性エネルギー線を照射することでインク組成物中の重合性化合物が重合して、顔料を含む硬化膜を形成する。これにより形成される画像の耐擦性がより向上する。
本発明に用いられる活性エネルギー線としては、前記重合性化合物を重合可能なものであれば特に制限はない。例えば、紫外線、電子線等挙げることができ、中でも、汎用性の観点から、紫外線であることが好ましい。
紫外線を照射する手段としては、通常用いられる手段を用いることができ、特に紫外線照射ランプが好適に使用される。
紫外線照射ランプは、水銀の蒸気圧が点灯中で1〜10Paであるような、いわゆる、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、蛍光体が塗布された水銀灯、UV-LED光源等が好ましい。これらの水銀ランプ、UV−LEDの紫外線領域の発光スペクトルは、450nm以下、特には184nm〜450nmの範囲であり、黒色或いは、着色されたインク組成物中の重合性化合物を効率的に反応させるのに適している。また、電源をプリンタに搭載する上でも、小型の電源を使用できるので、適している。水銀ランプには、例えば、メタルハライドランプ、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、キセノンフラッシュランプ、ディープUVランプ、マイクロ波を用い外部から無電極で水銀灯を励起するランプ、UVレーザー等が実用されており、発光波長領域としては上記範囲を含むので、電源サイズ、入力強度、ランプ形状等が許されれば、基本的には適用可能である。光源は、用いる重合開始剤の感度にも合わせて選択する。
本発明の画像形成方法は、記録媒体に上に画像を記録するものである。
記録媒体には、特に制限はないが、一般のオフセット印刷などに用いられる、いわゆる上質紙、コート紙、アート紙などのセルロースを主体とする一般印刷用紙を用いることができる。セルロースを主体とする一般印刷用紙は、水性インクを用いた一般のインクジェット法による画像記録においては比較的インクの吸収、乾燥が遅く、打滴後に色材移動が起こりやすく、画像品質が低下しやすいが、本発明の画像形成方法によると、色材移動を抑制して色濃度、色相に優れた高品位の画像の記録が可能である。
本発明におけるインク組成物(以下、単に「インク」ということがある)は、体積平均粒子径が70〜130nmである顔料の少なくとも1種と、活性エネルギー線により重合する重合性化合物の少なくとも1種と、水とを含み、必要に応じて、さらに活性エネルギー線により重合性化合物の重合を開始する重合開始剤、分散剤、樹脂粒子、界面活性剤、その他の成分等を含んで構成することができる。
本発明におけるインク組成物は、色材成分として顔料の少なくとも1種を含有する。顔料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、有機顔料、無機顔料のいずれであってもよい。顔料は、水に殆ど不溶であるか又は難溶である顔料であることが、インク着色性の点で好ましい。
顔料は、1種単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
なお、分散状態での顔料の体積平均粒子径及び粒径分布は、Micorotrac粒度分布測定装置(Version 10.1.2−211BH(商品名)、日機装(株)製)を用いて、動的光散乱法により求められるものである。
本発明のインク組成物は、分散剤の少なくとも1種を含有することができる。前記顔料の分散剤としては、ポリマー分散剤、又は低分子の界面活性剤型分散剤のいずれでもよいが、分散安定性と吐出性の観点から、ポリマー分散剤であることが好ましい。また、ポリマー分散剤は、水溶性の分散剤、又は非水溶性の分散剤のいずれでもよい。
また、疎水性基は、炭素数2〜24の炭化水素基が好ましく、炭素数4〜24の炭化水素基がより好ましく、炭素数6〜20の炭化水素基がさらに好ましい。
染料を保持した担体(水不溶性着色粒子)は、分散剤を用いて水系分散物として用いることができる。分散剤としては上述した分散剤を好適に用いることができる。
本発明のインクジェット記録液は、少なくとも1種の樹脂粒子を含有することが好ましい。この樹脂粒子は、後述の処理液又はこれを乾燥させた領域と接触した際に分散不安定化して凝集しインクを増粘させることによりインク組成物を固定化する機能を有し、インク組成物の記録媒体への定着性及び画像の耐擦過性をより向上させることができる。
本発明に用いられることができる樹脂粒子あるいはポリマーラテックスとしては、アクリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、スチレン−ブタジエン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、アクリル−スチレン系樹脂、ブタジエン系樹脂、スチレン系樹脂、架橋アクリル樹脂、架橋スチレン系樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン系樹脂、パラフィン系樹脂、フッ素系樹脂等を用いることができる。アクリル系樹脂、アクリル−スチレン系樹脂、スチレン系樹脂、架橋アクリル樹脂、架橋スチレン系樹脂を好ましい例として挙げることができる。
樹脂粒子の平均粒径は、10nm〜1μmの範囲が好ましく、10〜200nmの範囲がより好ましく、20〜100nmの範囲が更に好ましく、20〜50nmの範囲が特に好ましい。
樹脂粒子のガラス転移温度Tgは30℃以上であることが好ましく、40℃以上がより好ましく、50℃以上がさらに好ましい。
また、樹脂粒子の粒径分布に関しては、特に制限は無く、広い粒径分布を持つもの、又は単分散の粒径分布を持つもの、いずれでもよい。また、単分散の粒径分布を持つポリマー微粒子を、2種以上混合して使用してもよい。
本発明におけるインク組成物は、重合性基を有する水溶性の重合性化合物の少なくとも1種を含有し、活性エネルギー線が照射されることにより重合する。この重合性化合物は、前記顔料及び樹脂粒子と共に併用し、処理液と接触して凝集するときには粒子間に取り込まれて、その後の重合硬化により画像を強化する。
前記多価アルコールは、エチレンオキシドの付加により内部にエチレンオキシド鎖で鎖延長されたものでもよい。
ここで、分子内にアクリルアミド構造有する重合性化合物は、下記一般式(1)で表される化合物であることが好ましい。
エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,4−ペンタンジオール、2,4−ペンタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2−メチル−2,4−ペンタンジオール、1,5−ヘキサンジオール、1,6−ヘキサンジオール、2,5-ヘキサンジオール、グリセリン、1,2,4−ブタントリオール,1,2,6−ヘキサントリオール、1,2,5−ペンタントリオール、チオグリコール、トリメチロールプロパン、ジトリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、ジトリメチロールエタン、ネオペンチルグリコール、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、及びこれらの縮合体、低分子ポリビニルアルコール、または糖類などのポリオール類。
エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、ポリエチレンイミン、ポリプロピレンジアミンなどのポリアミン類。
以下に、一般式(1)で表される化合物の具体例(ノニオン性化合物a〜i)を示す。但し、本発明はこれらに限定されるものではない。
前記カチオン性の重合性化合物としては、例えば、N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート、N,N−ジメチルアミノエチルアクリレート、N,N−ジメチルアミノプロピルメタクリレート、N,N−ジメチルアミノプロピルアクリレート、N,N−ジメチルアミノアクリルアミド、N,N−ジメチルアミノメタアクリルアミド、N,N−ジメチルアミノエチルアクリルアミド、N,N−ジメチルアミノエチルメタアクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピルメタアクリルアミド、及びこれらの4級化化合物などが挙げられる。
エポキシモノマー類としては、例えば、多価アルコールのグリシジルエーテル、グリシジルエステル、脂肪族環状のエポキシドなどが挙げられる。
さらに、カチオン性の重合性化合物の例として、下記構造を有するものを挙げることができる。
以下、カチオン基を有する重合性化合物の具体例(カチオン性化合物1〜11)を例示する。
重合性化合物のインク組成物中における含有量としては、顔料及び自己分散性ポリマーの粒子の合計の固形分に対して、20〜800質量%が好ましく、25〜600質量%がより好ましい。重合性化合物の含有量は、20質量%以上であると画像強度がより向上して画像の耐擦過性に優れ、800質量%以下であるとパイルハイトの点で有利である。
本発明におけるインク組成物は、後述の処理液に含有すると共にあるいは含有せずに、活性エネルギー線により前記重合性化合物の重合を開始する重合開始剤の少なくとも1種を含有することができる。重合開始剤は、1種単独で又は2種以上を混合して、あるいは増感剤と併用して使用することができる。
増感剤は、本発明の効果を損なわない範囲で含有することができる。
本発明におけるインク組成物は、水溶性有機溶剤の少なくとも1種を含むことができる。水溶性有機溶剤を含有することで、例えば、インク噴射口におけるインクの乾燥によって発生し得るノズルの目詰まりを効果的に抑制したり(乾燥防止剤)、インク組成物を記録媒体(好ましくは、印刷用紙)により良く浸透させたり(浸透促進剤)することができる。また、水溶性有機溶剤によってインク組成物の粘度を調整することもできる。
アルコール類(例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、sec−ブタノール、t−ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール、ベンジルアルコール等)、
多価アルコール類(例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ブチレングリコール、ヘキサンジオール、ペンタンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、グリセリン、ヘキサントリオール、トリメチロールプロパン、チオジグリコール、ジチオグリコール、アセチレングリコール誘導体等)、
グリコール誘導体(例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングルコールモノメチルエーテル、ジエチレングルコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールジアセテート、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル)、
アミン類(例えば、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、N−メチルジエタノールアミン、N−エチルジエタノールアミン、モルホリン、N−エチルモルホリン、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、ポリエチレンイミン、テトラメチルプロピレンジアミン)、
及び、その他の極性溶剤(例えば、ホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、スルホラン、3−スルホレン、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、N−ビニル−2−ピロリドン、2−オキサゾリドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、アセトニトリル、アセトン)が挙げられる。
インク組成物は、水を含有するものであるが、水の量には特に制限はない。中でも、水の好ましい含有量は、10〜99質量%であり、より好ましくは30〜80質量%であり、更に好ましくは50〜70質量%である。
本発明におけるインク組成物は、上記成分以外にその他の添加剤を用いて構成することができる。その他の添加剤としては、例えば、重合禁止剤、乾燥防止剤(湿潤剤)、褪色防止剤、乳化安定剤、浸透促進剤、紫外線吸収剤、防腐剤、防黴剤、pH調整剤、表面張力調整剤、消泡剤、粘度調整剤、分散剤、分散安定剤、防錆剤、キレート剤等の公知の添加剤が挙げられる。これらの各種添加剤は、インク組成物の場合はインクに直接添加し、また、油性染料を分散物として用いる場合は染料分散物の調製後に分散物に添加するのが一般的であるが、調製時に油相又は水相に添加してもよい。
表面張力調整剤の添加量は、インク組成物の表面張力を20〜60mN/mに調整できる範囲が好ましく、20〜45mN/mに調整できる範囲がより好ましく、25〜40mN/mに調整できる範囲が更に好ましい。添加量が前記範囲内であると、インクジェット法で良好に打滴することができる。
更に、特開昭59−157636号の第(37)〜(38)頁、リサーチ・ディスクロージャーNo.308119(1989年)に界面活性剤として挙げられたものも用いることができる。
また、特開2003−322926号、特開2004−325707号、特開2004−309806号の各公報に記載のフッ素(フッ化アルキル系)系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤等を用いることにより、耐擦性を良化することもできる。
処理液は、既述のインク組成物中の成分を凝集させる凝集剤を少なくとも含み、必要に応じて、さらに他の成分を用いて構成することができる。インク組成物と共に処理液を用いることで、インクジェット記録を高速化でき、高速記録しても濃度、解像度の高い描画性(例えば細線や微細部分の再現性)に優れた画像が得られる。
酸性物質としては、例えば、硫酸、塩酸、硝酸、リン酸、ポリアクリル酸、酢酸、グリコール酸、マロン酸、リンゴ酸、マレイン酸、アスコルビン酸、コハク酸、グルタル酸、フマル酸、クエン酸、酒石酸、乳酸、スルホン酸、オルトリン酸、ピロリドンカルボン酸、ピロンカルボン酸、ピロールカルボン酸、フランカルボン酸、ピリジンカルボン酸、クマリン酸、チオフェンカルボン酸、ニコチン酸、若しくはこれらの化合物の誘導体、又はこれらの塩等が好適に挙げられる。
酸性物質は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
中でも、画像濃度、解像度、及びインクジェット記録の高速化の観点から、インク組成物のpH(25℃)が8.0以上であって、処理液のpH(25℃)が0.5〜4である場合が好ましい。
インク組成物を凝集させる凝集剤の処理液中における含有量としては、1〜50質量%が好ましく、より好ましくは3〜45質量%であり、更に好ましくは5〜40質量%の範囲である。
次に、本発明の画像形成方法を実施するのに好適なインクジェット記録装置の一例を、図1を参照して具体的に説明する。図1は、インクジェット記録装置全体の構成例を示す概略構成図である。
また、溶媒除去ローラー等を用いて溶媒除去を行なってもよい。他の態様として、エアナイフで余剰な溶媒を記録媒体から取り除く方式も用いられる。
紫外線照射部16は、インク乾燥ゾーン15の前後のいずれに設置されていてもよく、インク乾燥ゾーン15の前後両方に設置してもよい。
《シアンインクC−1の調製》
−ポリマー分散剤1溶液の調製−
反応容器に、スチレン6部、ステアリルメタクリレート11部、スチレンマクロマーAS−6(東亜合成(株)製)4部、ブレンマーPP−500(日本油脂(株)製)5部、メタクリル酸5部、2−メルカプトエタノール0.05部、及びメチルエチルケトン24部を加え、混合溶液を調液した。
次に、上記のポリマー分散剤溶液を固形分換算で5.0g、シアン顔料Pigment Blue 15:3(大日精化(株)製)10.0g、メチルエチルケトン40.0g、1mol/L(リットル;以下同様)の水酸化ナトリウム8.0g 及びイオン交換水82.0gを、0.1mmジルコニアビーズ300gと共にベッセルに供給し、レディーミル分散機(アイメックス社製)で1000rpmで6時間分散した。得られた分散液をエバポレーターでメチルエチルケトンが充分に留去できるまで減圧濃縮し、さらに顔料濃度が10%になるまで濃縮して、水分散性顔料が分散したシアン分散液C1を調製した。
得られたシアン分散液C1の体積平均粒子径(二次粒子)を、Micorotrac粒度分布測定装置(Version 10.1.2−211BH(商品名)、日機装(株)製)で動的光散乱法により測定したところ、78nmであった。
攪拌機、温度計、還流冷却管、及び窒素ガス導入管を備えた2リットル三口フラスコに、メチルエチルケトン360.0gを仕込んで、75℃まで昇温した。その後、フラスコ内温度を75℃に保ちながら、フェノキシエチルアクリレート180.0g、メチルメタクリレート162.0g、アクリル酸18.0g、メチルエチルケトン72g、及び「V−601」(和光純薬(株)製)1.44gからなる混合溶液を、2時間で滴下が完了するように等速で滴下した。滴下完了後、これに「V−601」0.72g及びメチルエチルケトン36.0gからなる溶液を加え、75℃で2時間攪拌後、さらに「V−601」0.72g及びイソプロパノール36.0gからなる溶液を加え、75℃で2時間攪拌した。その後、85℃に昇温して、さらに2時間攪拌を続け、フェノキシエチルアクリレート/メチルメタクリレート/アクリル酸(=50/45/5[質量比])共重合体の樹脂溶液を得た。
得られた共重合体の上記同様に測定した重量平均分子量(Mw)は、64,000(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によりポリスチレン換算で算出)であり、酸価は38.9mgKOH/gであった。
・シアン顔料(Pigment Blue 15:3、大日精化(株)製) ・・・ 3%
・ポリマー分散剤1 ・・・ 1.35%
・自己分散性ポリマー粒子1の水分散物 ・・・ 2%
・重合性化合物(ノニオン性化合物6) ・・・ 15%
・1,2−ヘキサンジオール ・・・ 3%
・オルフィンE1010(日信化学工業(株)製) ・・・ 1%
・イルガキュア2959(チバジャパン社製) ・・・ 3%
・イオン交換水 ・・・ 残量
シアンインクC1の調製において、シアン分散液C1の代わりにシアン分散液C2〜C5をそれぞれ用いたこと以外は、上記と同様にしてシアンインクC2〜C5をそれぞれ調製した。
(処理液1の調製)
下記組成の成分を混合して、処理液1を調製した。処理液1の粘度は2.5mPa・s、表面張力は40mN/m、pH(25±1℃)は、1.0であった。
尚、粘度は、VISCOMETER TV−22(TOKI SANGYO CO.LTD製)を用いて20℃の条件下で測定し、表面張力は、Automatic Surface Tensiometer CBVP−Z(協和界面科学(株)製)を用いて25℃の条件下で測定した。
・マロン酸(和光純薬(株)製) ・・・ 25%
・ジエチレングリコールモノメチルエーテル ・・・ 20%
(和光純薬(株)製)
・エマルゲンP109 ・・・ 1%
(花王(株)製、ノニオン性界面活性剤)
・イオン交換水 ・・・ 54%
下記組成の成分を混合して、処理液2を調製した。処理液2について上記と同様にして測定した粘度は2.5mPa・s、表面張力は40mN/m、pH(25±1℃)は、1.0であった。
・マロン酸(和光純薬(株)製) ・・・ 25%
・ジエチレングリコールモノメチルエーテル ・・・ 20%
(和光純薬(株)製)
・エマルゲンP109 ・・・ 1%
(花王(株)製、ノニオン性界面活性剤)
・イルガキュア2959 ・・・ 1%
(チバジャパン社製;光重合開始剤)
・イオン交換水 ・・・ 53%
下記組成の成分を混合して、処理液3を調製した。処理液3について上記と同様にして測定した粘度は2.7mPa・s、表面張力は45mN/m、pH(25±1℃)は、6.8であった。
・硝酸マグネシウム・六水和物(多価金属塩) ・・・25%
・イソブチルベンゾインエーテル ・・・10%
・トリエチレングリコールモノブチルエーテル ・・・10%
・グリセリン ・・・10%
・イオン交換水 ・・・全体が100%となる残量
<カチオン性ポリマー水溶液の調製>
酢酸グアニジン(65g)と1,6−ヘキサメチレンジアミン(66.7g)を250mlの丸底フラスコ中に仕込み混合後、窒素ガスの雰囲気下で攪拌しながら混合物を120℃に加熱し、攪拌を4時間続けた。次いで温度を150℃に上げ、反応混合物をこの温度で更に20時間攪拌した。反応混合物を室温に自然冷却し、次いで同じ体積の蒸留水と混合し、80℃に加熱し、均一溶液になるまでこの温度で保持した。溶液を冷却し、酢酸を使用してpHをpH7に調節し、イオン交換水を使用して25%固形分になるよう希釈した。
こうして得られたカチオン性ポリマー水溶液は、ゲル透過クロマトグラフィーによる測定で1120の平均分子量(Mw)を有した。
・上記カチオン性ポリマー水溶液 ・・・20%
・2−ピロリドン ・・・9%
・チオジエチレングリコール ・・・9%
・シクロヘキサノール ・・・2%
・イオン交換水 ・・・全体が100%となる残量
上記で得られたインク、処理液1を下記表2に示す組み合わせで用い、下記のようにして画像を記録し、下記の方法で吐出性、および、密着性を評価した。評価結果を下記表2に示す。
まず、図1に示すように、記録媒体の搬送方向(図中の矢印方向)に向かって順次、処理液を吐出する処理液吐出用ヘッド12Sを備えた処理液付与部12と、付与された処理液を乾燥させる処理液乾燥ゾーン13と、各種インク組成物を吐出するインク吐出部14と、吐出されたインク組成物を乾燥させるインク乾燥ゾーン15と、紫外線(UV)を照射可能なUV照射ランプ16Sを備えたUV照射部16とが配設されたインクジェット装置を準備した。
処理液乾燥ゾーン13は、図示しないが、記録媒体の記録面側には乾燥風を送って乾燥を行なう送風器を備え、記録媒体の非記録面側には赤外線ヒータを備えており、処理液付与部で処理液の付与を開始した後900msecが経過するまでに、温度・風量を調節して処理液中の水の70質量%以上を蒸発(乾燥)できるように構成されている。また、インク吐出部14は、搬送方向(矢印方向)にブラックインク吐出用ヘッド30K、シアンインク吐出用ヘッド30C、マゼンタインク吐出用ヘッド30M、及びイエローインク吐出用ヘッド30Yが順次配置されており、各ヘッドは1200dpi/10inch幅フルラインヘッド(駆動周波数:25kHz、記録媒体の搬送速度500mm/sec)であり、各色をシングルパスで主走査方向に吐出して記録できるようになっている。
画像の記録に際し、処理液及びシアンインクは、解像度1200dpi×600dpi、インク滴量3.5pl、インクの最大付与量11ml/m2にて吐出した。このとき、ライン画像は、1200dpiの幅1ドットのラインをシングルパスで主走査方向に吐出して記録し、ベタ画像は、記録媒体をA5サイズにカットしたサンプルの全面にインクを吐出してベタ画像とした。
−1.吐出性の評価−
記録媒体としてA5サイズのOKトップコートを用いて、上記のようにして、記録媒体上に幅1ドットの10bitラインを1ノズル毎にずらして出力し、画像を形成した。形成された画像を目視で観察し、下記評価基準に従って評価した。
1:不吐出のノズル数、及び搬送方向に平行に吐出していないノズル数が全体の3%未満であった。
2:不吐出ノズル数、及び搬送方向に平行に吐出していないノズル数が全体の3%以上5%未満であった。
3:不吐出のノズル数、及び搬送方向に平行に吐出していないノズル数が全体の5%以上であった。
記録媒体としてA5サイズのOKトップコートを用いて、上記のようにして、インクの最大付与量11ml/m2のベタ画像を出力し、50%RHの環境下に1時間放置した後に、セロハンテープ(ニチバン社製)を画像に貼り付けてから剥がし、画像の破壊状況を下記評価基準に従って評価した。
1:画像がテープに転写しなかった。
2:画像表面の一部がテープに転写したが、殆どの画像は転写せず残った。
3:画像の一部がテープに転写して、画像のない記録媒体表面が一部露出した。
4:全面的に画像が転写し、記録媒体表面が露出した。
上記の画像形成方法において、記録媒体上に、処理液(付与量2ml/m2)を付与した後、表2に示すようにインクの最大付与量11ml/m2及び16ml/m2でベタ画像をそれぞれ出力した。尚、インク乾燥ゾーン15での加熱・送風、および、UV照射部16におけるUV光の照射を行なわずに出力した。得られた画像についてカールフィッシャー水分計MKA−520(京都電子工業株式会社製)を用い、カールフィッシャー法により、画像内に含まれる水分量W0を測定した。
さらに、インク乾燥ゾーン15における加熱・送風を所定の乾燥条件としたこと以外は上記と同様にして、UV光の照射を行なわずに得られた画像について、同様にカールフィッシャー法にて画像内に含まれる水分量W1を測定し、乾燥量(%)を下記式にて算出した。
(W0−W1)/W0 (式)
さらに、処理液1の代わりに上記で得られた処理液2〜4を用いてそれぞれ評価を行なった場合にも、上記と同様に顔料の体積平均粒子径70〜130nmであって、乾燥量60〜80%の範囲がテープ密着性・吐出性ともに良好であった。
12S・・・処理液吐出用ヘッド
13・・・処理液乾燥ゾーン
14・・・インク吐出部
15・・・インク乾燥ゾーン
16・・・紫外線照射部
16S・・・紫外線照射ランプ
30K、30C、30M、30Y・・・インク吐出用ヘッド
Claims (7)
- 体積平均粒子径が70nm〜130nmである顔料、重合性化合物、及び水を含むインク組成物を、前記インク組成物の最大付与量が15ml/m2以下となる付与条件で、記録媒体上にインクジェット法で付与するインク付与工程と、
前記インク組成物中の成分を凝集させる凝集剤を含む処理液を記録媒体上に付与する処理液付与工程と、
前記最大付与量で付与されるインク組成物に含まれる水のうち、60質量%〜80質量%の水が除去される乾燥条件で、前記インク付与工程で記録媒体上に付与されたインク組成物に含まれる水の少なくとも一部を除去する乾燥工程と、
前記水が除去されたインク組成物に活性エネルギー線を照射する重合工程と、
を含む画像形成方法。 - 前記顔料は、その表面の少なくとも一部がポリマー分散剤で被覆された水分散性顔料である請求項1に記載の画像形成方法。
- 前記ポリマー分散剤は、カルボキシル基を有する請求項2に記載の画像形成方法。
- 前記凝集剤は、有機酸、多価金属塩、およびカチオン性ポリマーから選択される少なくとも1種である請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の画像形成方法。
- 前記インク組成物及び処理液の少なくとも一方が、重合開始剤をさらに含む請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の画像形成方法。
- 前記インク組成物は、樹脂粒子をさらに含む請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の画像形成方法。
- 前記記録媒体は、原紙、及び、前記原紙上に設けられた無機顔料を含むコート層を有する塗工紙である請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の画像形成方法。
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